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Die
Erfindung betrifft eine Radeinbaustrebe für ein Kraftfahrzeug zum Anschluss
an eine Seitenwand des Kraftfahrzeuges, wobei die Seitenwand eine
Scharniersäule
aufweist.
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Ein
Karosserievorderbau eines Kraftfahrzeuges übernimmt neben tragenden Funktionen
vor allem Sicherheitsfunktionen. Im Zuge der technischen Fortentwicklung
werden an Kraftfahrzeuge immer strengere Anforderungen an deren
passive Sicherheit gestellt. Neuere Kraftfahrzeuge müssen damit verbunden
zur Erfüllung
strengerer Sicherheitsstandards immer höhere Aufprallenergien in die
Kraftfahrzeugstruktur einleiten können.
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Im
Stand der Technik ist allgemein bekannt, im Karosserievorderbau
zwei Lastpfade vorzusehen, mittels derer die beim Aufprall auftretenden
Energien in die hinteren Karosserieteile eingeleitet werden. Ein erster
Lastpfad verläuft über den
unteren Bereich des Kraftfahrzeuges, wofür häufig ein Vorderrahmen vorgesehen
ist. Ein zweiter Lastpfad ist im oberen Bereich des Karosserievorderbaus
vorgesehen, für
den auf den beiden Seiten des Kraftfahrzeuges je eine Radeinbaustrebe
verwendet wird, die üblicherweise durch
einen Querträger
an der Fahrzeugfront miteinander verbunden sind. Die Radeinbaustreben
sind mit einer Seitenwand verbunden, die den oder die Türausschnitte
des Kraftfahrzeuges beherbergt. Derzeit ist es üb lich, den oberen Lastpfad
ausgehend von der Radeinbaustrebe über die A-Säule der Seitenwand in einen
Dachbereich des Kraftfahrzeuges zu führen.
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Im
Zuge der Entwicklung von kompakten Fahrzeugen mit verbesserten Raumnutzungskonzepten
wird die Frontscheibe zunehmend verglichen mit früheren Fahrzeugkonzepten
erheblich weiter vorne angeordnet. Die die Frontscheibe tragenden A-Säulen können aus
Gründen
der Übersicht
des Fahrers und der optischen Akzeptanz jedoch nur vergleichsweise
filigran ausgebildet werden und können in der Folge keine großen Lasten
aufnehmen oder weiterleiten, ohne undefiniert zu verformen.
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Der
Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Radeinbaustrebe
anzugeben, die es ermöglicht,
bei einem Frontalunfall, beispielsweise einem Offset-Crash, in die
Karosserie eingeleiteten Energien besser auf die Gesamtstruktur
des Fahrzeuges zu verteilen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist
es, eine Radeinbaustrebe anzugeben, die ein erhöhtes Maß an Sicherheit mit einem geringen
Gewicht und einer kostengünstigen
Fertigung verbindet.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Radeinbaustrebe gemäß dem Anspruch
1.
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Eine
erfindungsgemäße Radeinbaustrebe für ein Kraftfahrzeug
ist zum Anschluss an eine Seitenwand des Kraftfahrzeuges vorgesehen,
wobei an der Seitenwand eine Scharniersäule zur Aufnahme eines Türscharniers
des Fahrzeuges vorgesehen ist. Die Radeinbaustrebe weist in einem
in Montagestellung der Radeinbaustrebe an die Scharniersäule angrenzenden
Bereich eine sich im Wesentlichen in Fahrzeughochachse erstreckende
Vertikalauswölbung
auf. Die Vertikalauswölbung
ist dabei im Wesentlichen parallel zur Hocherstreckung der Scharniersäule ausgerichtet.
Sofern die Scharniersäule sich
nicht direkt in Fahrzeughochachse erstreckt, ist die Vertikalauswölbung im
Wesentlichen parallel zur Erstreckung der Scharniersäule ausgerichtet.
Die Vertikalauswölbung
ist somit erfindungsgemäß derart gestaltet,
dass sie bei einem Frontalunfall mit der Scharniersäule in eine
Anlagestellung gelangt.
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Dadurch,
dass die Vertikalauswölbung
im Wesentlichen parallel zur Scharniersäule ausgerichtet ist und einen
geringen Abstand zu dieser aufweist, wird erreicht, dass diese,
sobald sie im Falle eines Frontalunfalls bereits nach nur sehr geringer
Verformung des Vorderbaus mit der Scharniersäule in eine Anlagestellung
gelangt. Die in die Karosserie eingeleitete Energie wird über den
oberen Lastpfad dann im Wesentlichen über das Fahrzeugscharnier und über die
angrenzende Fahrzeugtüre
in den hinteren Bereich der Karosserie abgeleitet.
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Der
Erfindung liegt somit der Gedanke zugrunde, den oberen Lastpfad
hauptsächlich über die Fahrzeugtüre zu führen und
nicht mehr hauptsächlich über die
A-Säule,
um diese zu entlasten.
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Nach
einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die
Vertikalauswölbung
in Montagestellung in einem an eine Scharnierverstärkung der
Scharniersäule
angrenzenden Bereiche angeordnet ist. Zur Anbringung des Türscharniers
sind die Scharniersäulen
im Bereich des Scharniers verstärkt,
um die bei der Bedienung einer Tür
auftretenden Kräfte,
zum Beispiel das Türgewicht
selbst oder eine zusätzliche
Vertikalbelastung einer geöffneten Türe, besser
aufnehmen zu können.
Durch die Anordnung der Vertikalauswölbung in einen an diesen Bereich
angrenzenden Bereich kann die Lasteinleitung in die Türe noch mals
verbessert werden, da an der Scharnierverstärkung der Scharniersäule eine besonders
stabile Anbindung an die Tür
vorliegt, sodass dieser Bereich im Crash-Falle wenig deformiert.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Radeinbaustrebe sieht vor,
dass die Vertikalauswölbung
als Einprägung
ausgebildet ist. Damit lässt
sich die Vertikalauswölbung
bereits bei der Formung der Radeinbaustrebe vorsehen, sodass diese
einerseits kostengünstig
herstellbar ist und andererseits ein geringes Gewicht der Radeinbaustrebe
verwirklicht werden kann. Weiterhin wird durch eine derartige einstückige Ausbildung
der Vertikalauswölbung
mit der Radeinbaustrebe erreicht, dass die Radeinbaustrebe nicht
durch Montagemaßnahmen
geschwächt
wird, beispielsweise dass durch Schweißen oder Nieten eine Materialschwächung eintritt.
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Wenn
die Vertikalauswölbung
als Sicke, insbesondere als Flachsicke ausgebildet ist, lässt sich der
Vorteil erreichen, dass diese die Radeinbaustrebe stabilisiert und
die sich Radeinbaustrebe im Crash-Fall nicht unkontrolliert deformiert.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass
wenigstens eine sich in Montagestellung im Wesentlichen in Richtung
der Fahrzeuglängsachse
erstreckende Horizontalauswölbung
vorgesehen ist. Damit lässt
sich die Radeinbaustrebe weiter stabilisieren, sodass diese sich
im Crash-Fall auch
bei höheren
Energien nicht undefiniert verformen kann.
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Besonders
bevorzugt ist dabei, wenn die Horizontalauswölbung in die Vertikalauswölbung übergeht,
sodass beide eine gemein same Struktur bilden. Damit lässt sich
die Stabilität
der Radeinbaustrebe weiter erhöhen.
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Darüber hinaus
lässt sich
ein weiterer Vorteil erreichen, wenn zwei sich in einer Montagestellung nach
vorne erstreckende Horizontalauswölbungen vorgesehen sind. Dadurch
lässt sich
eine noch größere Stabilisierung
der Radeinbaustrebe erreichen.
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Von
besonderem Vorteil ist dabei, wenn die zwei Horizontalauswölbungen
jeweils in die Vertikalauswölbung übergehen.
Die Horizontalauswölbungen
und die Vertikalauswölbung
bilden dann ein U-förmiges
Profil, das der Radeinbaustrebe eine besondere Steifigkeit verleiht
und das eine sehr gute Krafteinleitung in die Scharniersäule ermöglicht.
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Von
besonderem Vorteil ist vorgesehen, dass die Horizontalauswölbungen
nach vorne, also zur Fahrzeugfront hin, auslaufend ausgebildet sind. Damit
lässt sich
erreichen, dass die Radeinbaustreben jeweils einen geringen Bauraum
einnehmen und dennoch nicht an Steifigkeit einbüßen.
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Ein
weiterer Vorteil lässt
sich erreichen, wenn die Vertikalauswölbung ein zumindest zweistufiges
Profil aufweist. Dadurch lässt
sich eine sehr gute Formanpassung an das Profil der Scharniersäule erreichen
und zumindest zwei Krafteinleitungszonen verwirklichen.
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Vorteilhafterweise
weist die Vertikalauswölbung
in Montagestellung von der Scharniersäule einen Abstand von 1 mm
bis 3 mm, bevorzugt von 1 mm bis 2 mm auf. Damit wird sowohl eine
ausreichende Fertigungstoleranz als auch eine ausreichende Einbautoleranz
ermöglicht.
Mit diesen Abständen lassen
sich dennoch zuverlässig
sämtliche
Sicherheitsanforderungen erfül len.
Die Radeinbaustrebe kann bei derartigen Abständen ohne größere Probleme
an der Scharniersäule
befestigt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Fahrbetrieb
keine Geräusche durch
Relativbewegungen von Radeinbaustrebe und Scharniersäule zueinander
entstehen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Vertikalauswölbung und/oder
die Horizontalauswölbungen
eine Tiefe von 15 mm bis 40 mm, bevorzugt 20 mm bis 30 mm, insbesondere
bevorzugt 25 mm aufweist. Damit ist eine ausreichend große Kontaktfläche zwischen
Auswölbung
und Scharniersäule
herstellbar, die zur sicheren Kraftübertragung auch bei Frontalzusammenstößen aus
unterschiedlichen Winkeln gewährleistet
ist.
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Weitere
Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale für
sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen
oder deren Rückbeziehung.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Radeinbaustrebe und
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2 einen
Schnitt durch eine an einer Scharniersäule montierten Radeinbaustrebe
entlang der Schnittlinie A-A aus 1.
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Ausführungsbeispiele)
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Radeinbaustrebe 2 eines Fahrzeuges.
Die Radeinbaustrebe 2 ist dabei in ihrer Einbauausrichtung
dargestellt, das heißt,
ausgerichtet entlang einer Fahrzeuglängsachse X und einer Fahrzeughochachse
Z.
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Die
Radeinbaustrebe 2 weist einen Anschlussbereich 4 zum
Anschluss an eine nicht dargestellte A-Säule einer Seitenwand des Kraftfahrzeuges
auf. Ein hinterer Bereich 6 der Radeinbaustrebe 2 ist
zum Anschluss der Radeinbaustrebe an die Seitenwand vorgesehen.
Der Anschluss an die Seitenwand und/oder an die A-Säule kann
beispielsweise durch Schweißen
oder durch Nieten hergestellt werden.
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Ein
unterer Bereich 8 weist einen Ausschnitt für die Aufnahme
eines Rades des Kraftfahrzeuges auf. Ein in Fahrtrichtung vorderer
Bereich der Radeinbaustrebe 2 ist zum Anschluss an eine
rechte und linke Radeinbaustrebe verbindende, in 1 nicht dargestellte
Querstrebe vorgesehen. Über
diese Querstrebe wird die bei einem Frontalzusammenstoß in das
Fahrzeug eingebrachte Energie in den oberen Lastpfad geleitet.
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Erfindungsgemäß ist eine
Vertikalauswölbung 12 vorgesehen,
die in einer Montagestellung der Radeinbaustrebe 2 an der
Seitenwand an die Scharniersäule
angrenzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
verläuft
die Scharniersäule
in der in 1 gewählten Ansicht im Wesentlichen
in Richtung der Fahrzeug hochachse Z, diese kann sich grundsätzlich jedoch
auch schräg
zu der Fahrzeughochachse Z erstrecken, wenn beispielsweise andere
Türöffnungskonzepte
eingesetzt werden, so etwa bei um eine waagerechte oder schiefe
Achse schwenkenden Türen.
In diesem Fall wird erfindungsgemäß vorgesehen, die Vertikalauswölbung 12 mit
geringem Abstand und parallel zu einer vorderen Fläche der
Scharniersäule
auszubilden, die ggf. auch schräg
oder gekrümmt
verlaufen kann.
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Die
Vertikalauswölbung 12 ist
als Flachsicke mit einem zweistufigen Sickenprofil gestaltet, welches
in einer Montagestellung die Kontur der korrespondierenden Scharniersäule im Wesentlichen
nachbildet. Zur Versteifung der Radeinbaustrebe sind eine obere
Horizontalauswölbung 14 und
eine untere Horizontalauswölbung 16 vorgesehen,
die in Übergangsbereichen 18, 20 in
die Vertikalauswölbung 12 harmonisch übergehen.
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Die
Horizontalauswölbungen 14, 16 laufen nach
vorne hin, also entgegen der Richtung der Fahrzeuglängsachse
X flach aus. Durch die Horizontalauswölbungen 14, 16 wird
ein undefiniertes Verformen der Radeinbaustrebe 2 im Crash-Falle
verhindert und die Radeinbaustrebe wird insgesamt versteift. Im
Rahmen der Erfindung kann vorgesehen werden, dass die Horizontalauswölbungen 14, 16 nicht
unmittelbar parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufen, sondern
diese können
auch schräg
zu der Fahrzeuglängsachse
angeordnet sein, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Horizontalauswölbungen
im Wesentlichen parallel zu einer Geraden ausgerichtet sind, die
zwischen der vorderen Querstrebe und dem Lasteinleitungspunkt an
der Scharniersäule,
also bevorzugt der Scharnierverstärkung, verläuft.
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Weiterhin
kann es konstruktiv von Vorteil sein, wenn die Horizontalauswölbungen 14 und/oder 16 gekrümmt ausgebildet
sind, um Crash-Lasten sowohl in die Fahrzeugtür als auch in die A-Säule einzuleiten. Weiterhin
können
gekrümmte
Horizontalauswölbungen
bei weiterhin sehr guter Funktion Bauraumvorteile im Motorraum schaffen.
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2 zeigt
einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Radeinbaustrebe 2 entlang
der Linie A-A aus 1, welche jedoch im Unterschied
zu der Darstellung in 1 an einer Scharniersäule 22 montiert
ist. Die Scharniersäule 22 weist
eine Scharnierverstärkung 24 auf,
welche die über
die mittels eines Scharniers zu tragende Tür eingeleitete Kräfte besser
in eine Seitenwand 26 einleitet, deren Teil die Scharniersäule 22 ist.
Die Scharniersäule 22 ihrerseits
ist an einer seitlichen Stirnwand 21 angeordnet.
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Im
Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die Scharniersäule nicht
Teil der Seitenwand 26 ist, sondern ein separat ausgebildetes
Bauteil. In diesem Falle ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vertikalauswölbung 12 Kräfte, die
beim Frontalzusammenstoß entstehen,
in die Scharniersäule
einleiten.
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Die
Radeinbaustrebe 2 weist in der dargestellten Ausführungsform
eine zweistufige Vertikalauswölbung 12 auf,
welche im Wesentlichen die Kontur der Scharnierverstärkung 24 nachbildet.
In der Vergrößerung des
angrenzenden Bereichs von Radeinbaustrebe 2 und Scharniersäule 22 ist
zu erkennen, dass die Vertikalauswölbung 12 einen Abstand d
von der Scharniersäule
von etwa 1–3
mm einhält.
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Die
Vertikaluswölbung 12 weist
eine Tiefe t von etwa 25 mm auf, ist also sehr massiv gestaltet und
erzeugt dabei beim Frontalunfall eine große Auflagefläche von
Vertikalauswölbung 12 und
Scharniersäule 22.
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- 2
- Radeinbaustrebe
- 4
- Anschlussbereich
- 6
- hinterer
Bereich
- 8
- unterer
Bereich
- 10
- vorderer
Bereich
- 12
- Vertikalauswölbung
- 14
- Obere
Horizontalauswölbung
- 16
- Untere
Horizontalauswölbung
- 18,
- Übergangsbereiche
- 20
- Seitliche
Stirnwand
- 21
- Scharniersäule
- 22
- Scharnierverstärkung
- 24
- Seitenwand
- 26
- Fahrzeuglängsachse
- X
- Fahrzeugquerachse
- Y
- Fahrzeughochachse
- Z
- Abstand
Vertikalauswölbung-Scharniersäule
- d
- Tiefe
der Auswölbung